超高分解能のX線分光観測による銀河の物質循環の研究

利用超高分辨率X射线光谱观测研究星系中的物质循环

• 批准号: 04J04087
• 负责人: 大島 泰
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J04087/
• 关键词: マグネティック型マイクロカロリメータ; 超伝導量子干渉計; TES型マイクロカロリメータ; X線分光観測; 銀河の物質循環; アウトフロー; 分子雲; 断熱消磁冷凍機

次世代の超高分解能X線分光観測を目指して開発を行っているマグネティック型マイクロカロリメータの性能向上を重点的に行った。現在、世界的にもマグネティック型マイクロカロリメータの性能は読み出し素子(超伝導量子干渉計SQUID)のノイズで制限されている。そこで、前年度のX線検出の結果を基にして詳細なシミュレーションを行うことで、より低いノイズレベルの実現と信号の伝達効率の向上を図った新しい読み出し素子の設計と製作を行った。特に、将来の撮像観測に必須となる素子のアレイ化を目指して16素子(2×8)のアレイを世界に先駆けて実現した。さらに、このアレイに検出素子を搭載するための半導体プロセスを確立し、そのためのフォトマスクの設計と製作を行った。また、将来の超高分解能のγ線分光観測を目指したγ線用TES型マイクロカロリメータのパラメータの最適化、この最適化によって得られた高い分光性能と世界最速の応答速度、それらに加えてγ線用TES型カロリメータの潜在的な可能性ついて国際学会で発表し、高い評価を得ることができた。その際に、撮像に必要なアレイ化実現のために他グループとの議論を行い、それを基にして半導体プロセスを活用して効率良くアレイを作成する手法を考案するだけでなく、実際にそのためのフォトマスクの設計と製作を行った。一方、観測的研究においては、日本のX線天文衛星すざくの衛星運用を行うことで観測データの取得と運用に貢献した。

我们专注于提高磁性微热量计的性能，该磁性微量热计的开发目标是下一代超高分辨率 X 射线光谱观测。目前，全球磁性微量热计的性能受到读出元件（超导量子干涉仪SQUID）噪声的限制。因此，根据前一年的X射线检测结果进行详细模拟，我们设计并制造了一种新的读出元件，可以实现更低的噪声水平并提高信号传输效率。特别是，我们是世界上第一个实现 16 元素 (2 x 8) 阵列的公司，旨在创建对未来成像观测至关重要的元素阵列。此外，我们还建立了在该阵列上安装检测元件的半导体工艺，并为此设计和制造了光掩模。此外，我们还针对未来超高分辨率伽马射线光谱观测对TES型伽马射线微量热仪的参数进行了优化，并通过这种优化实现了高光谱性能和世界上最快的响应速度，展现了线材的潜力。 TES热量计在国际会议上获得高度评价。届时，我们将与其他小组进行讨论，以实现成像所需的阵列，并且基于这些讨论，我们不仅会设计出使用半导体工艺有效创建阵列的方法，而且还会实际设计和制造光掩模。另一方面，在观测研究方面，我们通过操作日本的X射线天文卫星朱雀，为观测数据的获取和操作做出了贡献。